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기술 개요

“반도체의 필요한 위치에만 증착·식각·접합을 정밀하게 제어해 미세화와 적층 집적을 지원하는 기술입니다.”

산업 별 활용 방안

메모리 반도체 제조 기업

고집적 메모리의 커패시터와 배선 구조는 미세화될수록 전극·유전체 계면의 결함, 누설전류, 비선택 증착 때문에 공정 여유가 줄어드는 어려움이 있습니다. 본 기술을 적용하면 TiN과 SiN처럼 서로 다른 표면에 대한 반응성을 이용해 필요한 전극 계면에만 선택적으로 박막을 형성하고, 구리 및 금속 산화물의 식각 단위도 세밀하게 제어할 수 있습니다. 기존 증착·식각 장비의 공정 조건 검토와 샘플 구조 검증 단계부터 결합해, 특정 공정 모듈 중심으로 단계적 도입을 검토할 수 있습니다.

반도체 패키징·칩 적층 기업

칩을 수직으로 연결하는 패키징 공정은 접합 패드의 산화, 미세 피치에서의 금속 브리지, 열공정으로 인한 정렬 및 신뢰성 부담을 함께 관리해야 합니다. 구리 영역에는 금속 접합층을 선택 형성하고 실리콘 산화물 영역의 금속 핵생성은 억제하는 방식으로 전기적 접속과 절연 영역을 함께 제어하는 접합 공정에 활용할 수 있습니다. 웨이퍼 또는 칩 수준의 기존 본딩 흐름을 모두 바꾸기보다, 표면 전처리·선택 증착·인시츄 접합의 공정 모듈 검증부터 연계할 수 있습니다.

반도체 공정장비·소재 개발 기업

증착 전구체, 표면 처리제, 식각 반응물, 챔버 공정을 개발하는 기업은 미세 구조에서 선택성·균일성·잔류물 관리가 동시에 만족되어야 하는 과제를 가집니다. 표면 억제제의 흡착과 제거, 구리의 열화학적 식각, 촉매 기반 금속 산화물 식각을 조합해 증착과 식각의 표면 반응 창을 설계하는 기준으로 활용할 수 있습니다. 소재 조합과 반응 순서를 기존 장비 조건에 맞춰 비교 평가하는 방식으로, 공동 PoC와 공정 최적화 단계에 적용할 수 있습니다.

기술 설명

어떤 기술인가요?

영역 선택 공정은 기판의 재료별 표면 반응 차이를 이용해 원하는 위치에는 박막을 만들고, 불필요한 위치의 성장은 막거나 필요한 부분만 제거하는 반도체 제조 기술입니다. 본 기술 포트폴리오는 표면 반응을 제어하는 원자층 공정을 바탕으로, TiN 전극에는 계면용 물질막을 선택 형성하고 SiN 지지체의 비선택 증착을 억제하며(특허 1), 구리 표면을 개질한 뒤 휘발성 부산물로 전환해 플라즈마 없이 식각하고(특허 2), 구리 접속부에만 금속 박막을 형성해 하이브리드 본딩을 수행하며(특허 3), 비증착 영역의 억제 분자와 잔류물을 관리해 선택 증착을 유지하고(특허 4), 전도성 패턴 위의 전이금속 접합부를 저온 형성하며(특허 5), 금속 산화물 표면을 촉매 반응으로 개질·제거하는(특허 6) 기법으로 구성됩니다. 이를 통해 미세 패턴의 불필요한 금속 성장, 계면 결함, 식각 손상, 접합 불량을 줄이는 공정 기반을 제공합니다.

어떤 문제를 해결하나요?

1. 원하지 않는 영역의 금속 성장과 단락

미세 배선과 유전체가 인접한 구조에서는 금속이 절연 영역까지 자라면 브리지와 단락이 생길 수 있고, 고종횡비 구조에서는 지지체 표면의 비선택 증착이 소자 간 간섭과 정전용량 손실로 이어질 수 있습니다. 표면 억제 분자 또는 인히비터를 비증착 영역에 선택 흡착시키고 잔류물을 관리해, 금속 전구체가 반응해야 할 전도성 영역에서만 막이 형성되도록 제어합니다.

2. 미세 구조 식각 시 손상과 제어 어려움

플라즈마 식각은 구리 배선이나 금속 산화물의 미세 패턴에서 기저층 손상, 과도한 식각, 표면 거칠기 문제를 일으킬 수 있으며, 구리는 휘발성 부산물을 만들기 어려워 건식 식각 제어가 특히 어렵습니다. 표면을 할로겐으로 개질한 뒤 반응물질 또는 촉매 반응으로 휘발성 물질을 만들어 순차 제거함으로써, 반복 횟수로 식각량을 조절하는 원자층 식각 방식을 적용합니다.

3. 적층 접합부의 산화와 계면 결함

3차원 반도체 적층에서는 구리 접속부가 외기에 노출되어 산화되거나, 유전체 영역에서 금속이 측방 성장하면 접촉저항 증가와 접합 불량이 발생할 수 있습니다. 구리 표면을 전처리하고 유전체 표면은 비활성화한 상태에서 금속 접합층을 선택 형성한 뒤 연속 공정으로 접합해, 재산화와 금속 브리지 위험을 낮추도록 설계합니다.